在生活中,一提到核技术,人们总是脸色苍白。他们认为核技术是一个祸害。事实上,从你吃的一些水果和蔬菜,海鲜,你用来治疗癌症的餐巾纸,所有的东西中都含有它。

特别是,我们采访了中国人民政治协商会议全国委员会委员、中国原子能研究所党委书记万钢,请他谈谈核技术的应用。

预计两三年后,中国人将使用国产质子治癌设备。

网易新闻:作为全国政协委员,你今年有什么建议?

万钢:今年我一共提交了四个提案,但是其中两个主要是关于癌症治疗的。一是促进核技术在癌症治疗中的应用。第二是特别强调质子疗法(癌症疗法)作为加速定位的手段。

网易新闻:核技术在癌症治疗中的具体应用方向是什么?

万钢:医学治疗的第一件事是观察病变并检测它们。所以现在我们可以用放射性药物来吃它们并产生短期放射性。然后我们可以跟随你的血液和体液到处流动。然后我们可以通过外部照射看到自己的一些内部结构。如果这个地方有病变,我们可以拍照。所以它可以被检测出来(癌症)。

第二是如何治疗病变。目前有三种形式(癌症治疗)。一种是手术,即手术,它可以切除这个器官(带有癌细胞),但它肯定是取之不尽用之不竭的,尤其是在晚期(癌症),在它被转移(手术)之后,它就不容易做到了。

第二是化疗。化疗是服用一些药物来抑制癌细胞的生长,但效果相对较慢。

事实上,现在最好和更快的方法是放射疗法,它使用辐射,例如x光,有时甚至是电子,来照射这个(癌细胞)并杀死它。同位素也可以被注入体内,使其在体内发挥作用。还有一种内外结合的方法,有一种硼中子治疗癌症,就是把一种叫做硼的物质放进药里,让你吃了它,然后再放一些中子进去,硼吸收中子产生α粒子,α粒子在10微米左右就能杀死癌细胞。

网易新闻:谈到用核技术治疗癌症,除了硼中子疗法,还有质子疗法和重离子疗法。你能介绍这两种治疗方法吗?

万钢:在元素周期中,氢是最小的。质子(疗法)是用氢原子把它的电子拉出来,并把它们变成带电荷的质子。从现在开始,质子是我们核层中最轻、最小的。

如果这个质子在电场的作用下,它会加速,这是加速器的原理。如果我们用回旋加速器来加速它,让它不停地旋转,它可以转到光速的一半,这非常快。在如此高的速度下,它更容易杀死(癌细胞),并且在这种(方法)被对准之后,它的能量可以立即转移到癌细胞而不影响另一侧(正常细胞),然后它可以杀死癌细胞。质子疗法就是这个(原理)。

应该还有其他更重的离子,比如现在相对稳定的碳-14。如果碳-14加速得更快,它的能量肯定比质子高,而且可能会撞击得更猛烈。

但是这两个原则(质子疗法和重离子疗法)是相同的。注射一个(粒子)后,布拉格峰衰减,然后癌细胞吸收这种能量并被杀死。这就是过程。

癌症治疗是我们现在的一个痛点,各种方法也在做(尝试),但我确实认为质子(治疗)是一个更好的发展方向,因为它的设备相对较小,运行成本相对较低,特别适合医院建(癌症)治疗,并且可以灵活应用。

网易新闻:质子疗法和重离子疗法是最新的放射疗法。如果投入使用,它们能治疗多少种癌症?

王刚:质子治疗费用很高。举例来说,现在上海的一套德国设备,每个疗程的费用将超过20万元。在治疗过程中,每次注射的持续时间很短,注射在不到一分钟的时间内完成,但需要注射多次。现在,这个普通人负担不起。因此,我们本地化的目标是降低价格,让普通人买得起。

然而,没有必要事事都用它。光说用手术刀杀鸡是不够的。癌症仍然需要在早期发现。如果在早期发现,它实际上可以通过药物治疗来解决。其次,一些(癌症)手术也是可能的。我们正在谈论的质子疗法更适合应用在确实不容易操作的地方。例如,有一些相对重要的地方,难以操作的区域,或者难以拍摄x光和伽马射线照片的地方。还没有找到更好的方法。应该说,它有其特殊性。

质子疗法更昂贵,但治愈率仍然很高。技术的发展有一个过程。随着生产水平和经济收入水平的提高,随着我们技术的发展,价格也可以降低。我认为(在未来)更多的人可以享受质子疗法。这是可能的。

网易新闻:中国人使用自己开发的质子治疗设备需要多长时间?

万钢:(质子)加速器(已经)出了,但后端仍然(更)困难。应该说,这种核技术的应用,包括刚才提到的质子治疗,还有很长的路要走。

然而,它不应该太远。我们从事质子疗法,重离子疗法由科学院实施。现在(重离子疗法)已经开始临床(试验)。如果一切进展顺利且迅速,加速器将于今年完工,并将在两到三年内投入临床应用。

我们现在主要是作为前加速器工作,因为我们的加速器在国内和国际上都非常有名。我们现在已经建造了一个230兆电子伏的回旋加速器,今年我们也许能搞清楚。然后,我们将把它与后端的一些线性能量助推器结合起来,进行研究和开发。

事实上,加速器有很多种,包括回旋加速器和线性加速器。线性加速器现在在世界上更加成熟。它们用于诸如探伤和辐射等领域。它们被广泛使用。因此,直线加速器也在我们医院使用。我们每年出售两三台加速器用于辐照。

除了放射源和辐射加工,隶属于CNNC的公司也在制造一些医疗设备。我们的原子能研究所主要从事前沿研究和开发,然后与核电集团的其他公司整合,包括与外部世界的整合,以将其推向市场。

其次,我们还承担了科技部的一个项目,也是一个加速器,但后端系统是由华中科技大学制造的。我们正在合作。这是一个重大项目。

核技术的应用就在附近,可以用来做很多事情。

网易新闻:除了利用核技术治疗癌症,还有哪些其他应用?

万钢:核技术的应用确实是一个比较大的话题。我们刚才谈到的质子疗法实际上应该是核技术应用的一个方面。

要了解核技术的应用,我们必须首先了解核科学技术。首先,这个“核”主要是在原子水平上。众所周知,物质由分子组成,分子由原子组成。当然,像铁这样简单的物质是由原子直接组成的。如果你往里走,你会发现原子核和电子。如果你往里走,你会发现中子和质子。当然,如果你再往下走,你会发现夸克等等。

我们正在谈论的核科学技术基本上是在三个“质子”、中子和电子上完成的。中子是怎么来的?它不带电,所以它需要一个反应堆来产生中子,而且(当然)它也能产生质子。那么,带电的质子或离子是如何加速的呢?有一个加速器。

核技术也可以说是原子技术,所以当它涉及到核能的时候,一般也叫原子能。这就是我们原子能研究所进行的核科学技术研究。我们的研究所叫做原子能科学研究所,实际上是一个核能研究所。

那么我们称之为现代核科学技术是什么呢?它是在核水平上研究原子核的一些性质,原子核有什么反应和它将产生什么影响,然后测量它形成一个核谱图,然后看它的应用。这项研究主要依靠什么?一个是加速器,另一个是反应堆,还有其他的辐射装置。

核反应可以产生核能。它也发出辐射。我们可以应用它,这叫做核技术应用。简而言之,核能在核工业中被称为重工业,而核技术的应用被称为轻工业。

它的应用非常广泛。它可用于工业、农业、医药卫生、食品、安全、环保和考古。

我能在工业中用它做什么?可以做探伤,可以做辐照,农业应用,它可以做一些育种工作。还有食物方面,比如一些大家都吃的菜,一些海鲜和水果,它们(指核技术)也提供辐射消毒和杀菌。有餐巾纸,尤其是医院里使用的输液器,因为它们有很好的杀菌效果,所以用核技术消毒。这是核技术的广泛应用。

所以核技术的应用就在你身边。每个人一听到核能,就会想到原子弹,一想到核电厂,就会想到它的威力。事实上,从狭义上讲,这两个方面都不叫核技术应用。我们今天谈论的核技术应用主要是核能和核辐射以外的东西。

核辐射实际上是(广泛)存在的,因为宇宙最初是一场大爆炸,所以核辐射在我们周围是不可避免的,但是我们可以用核辐射做很多工作。

核技术(应用)是一个从头到尾都有很长产业链的行业。它在同位素和药物放射源的制备、核医学、一些设备和辐照加工等方面有着比较广泛的应用。事实上,我们学院在这一领域也有许多研究和开发成果,其中一些已经得到了很好的应用。

核能供热技术已经成熟,最大的阻力在于公众的接受。

网易新闻:2017年底和2018年初,媒体报道了原子能研究所用于核能加热的低温核反应堆。低温反应堆现在怎么样?

王刚:说到核能加热,核能实际上是首先加热的。例如,我们现在看到的核电站传导核燃料在反应堆堆芯发生核反应后产生的热量。核能首先转化为热能,然后通过热载体传递,然后推动水产生蒸汽,高压蒸汽推动发电机发电。

你刚才提到的核能加热是指我们不把核能变成电,而是直接用产生的热量来加热水,这样水就可以被成千上万的家庭加热。

我们为加热开发的是一个40万千瓦的低温反应堆。考虑到北方的雾霾天气,烧煤太高,燃气更贵。它实际上可以为一个大约有50万人口的小城市,也就是20万个家庭提供冬季供暖。

我们的初步设计已经完成,我们准备开始工作。

(核能加热)应该说,它已经在世界上使用了很长时间。例如,俄罗斯的一个研究所有一个原子能研究所。在它所在的小城市,冬天的供热和供电依赖于反应堆。我们还在院子里做了一些小的示范,给我们一些办公楼取暖,以后每个人都可以去看(当他们有机会的时候),所以这个技术应该是比较成熟的。

网易新闻:现在反对推广核供热的是什么?

万钢:阻力,我认为仍然是公众接受的,可能是最大的问题。现在(公众)一提到核事故就变得苍白,特别是在福岛事故之后,一些人不愿意接受它,所以你不能建造它。这是一个。另一个大问题是如何把它与地下管道结合起来,因为这是对原来的城市供热作出一个大的改变,并作出一个调整。但原则上,我们在加热。供暖不应该影响城市内部的管道,而是作为外部的热源,所以我不认为这是一个问题。

就我个人而言,我认为最大的问题是公众的接受度。现在公众仍然担心安全。事实上,这个反应堆的燃料是装在一个包装里的。它将燃料制成小药片的形式。它被放在燃料包里,另一个组件被制作在燃料包上。组件外面有另一个组件套筒来覆盖它。这是两层。然后把反应器放在一个大容器里,像一个罐子,外面还有一层,第三层。外面还有一个反应堆建筑,是第四层。一般的反应堆有四层保护,所以里面的放射性根本无法排出,也根本没有辐射。

但是人们还会担心什么呢?事故发生后,中间的燃料袋会不会破裂?这可以通过反应器设计、安全操作和一些设备的控制来控制。我们都有一些主动或被动的方法,即确保在事故停止反应堆后,产生的废热可以很好地排出,以确保反应堆的安全,并确保燃料包不会破裂。

另一个担心是反应堆中的水有辐射。反应堆中的水是主要回路。我们在中间添加了一个中间循环,称为次级循环。然后加热在第三回路。主要回路是放射性的。在第三个循环的中间有一个循环。这绝对不是放射性的。即使出现第一个问题,也会影响次级电路。通过这种安全措施,可以隔离放射性。核供热不是直接燃烧水,而是一个传热过程。

原子能研究所:核技术用于癌症治疗,需要加速本地化